до конца xix века электричество использовалось только поблизости от мест генерации. это, в свою очередь, ограничивало степень использования доступных ресурсов, так как большие мощности для местного производства не требовались. с изобретением электрического освещения необходимость передачи электричества на большие расстояния стало актуальной проблемой, так как освещение требовалось в первую очередь в крупных городах, удалённых от источников энергии[2].
в 1873 году фонтен впервые продемонстрировал генератор и двигатель постоянного тока, связанные проводом длиной 2 км. в 1874 году ф. а. пироцкий осуществил передачу электроэнергии мощностью 6 л. с. на расстояние 1 км, а в 1876 году повторил опыт, используя в качестве проводника рельсы сестрорецкой железной дорогидлиной 3,5 км. в конце 1870-х — начале 1880-х д. а. лачинов показал, что потери энергии при передаче имеют обратную зависимость от напряжения, а п. н. яблочков и и. ф. усагин создали первые трансформаторы, что позволило усагину на всероссийской выставке в москве в 1882 году продемонстрировать первую высоковольтную систему передачи электроэнергии, включавшую повышающий и понижающий трансформаторы и линию электропередачи. в том же году на мюнхенской выставке опыт передачи постоянного электрического тока напряжением до 2000 в на расстояние 60 км продемонстрировал марсель депре, при этом потери составили 78 %[2].
прорывом в передаче электроэнергии на большие расстояния стал опыт м. о. доливо-добровольского на международной электротехнической выставке во франкфурте-на-майне в 1891 году, в ходе которого энергия от установки на реке неккар в городе лауффен была передана во франкфурт по трёхфазной линии на 175 км. энергия передавалась при напряжении 15200 в, преобразование осуществлялось с трёхфазных трансформаторов. кпд линии достигал 80,9 %, а передаваемая мощность — более 100 л. с., использованных для работы электрического двигателя и освещения. опыт способствовал внедрению трёхфазного переменного тока и высоковольтных систем передачи. к 1910 году в сша появились первые линии 110 кв, в 1923 — 220 кв, в то же время началось внедрение высоковольтных линий в европе[2].
Амплитудное значение
U0=80
I0=U0/Z
I0=80/29
I0=2.76 A
Но, поскольку дополнительные данные в задаче есть, то,
Если 29 Ом действительно полное сопротивление, то мы можем вычислить зависимость амплитудного значения от частоты:
По условию задачи собственная частота
ω=820 рад/с, то согласно формуле Томсона
T=2·pi·sqrt(LC)
T=1/ν
ν=2·pi·ω
ω= ν/2·pi
1/ω =sqrt(LC)
1/820=sqrt(LC)
1/C=672400·L
При частоте ω=790 рад/с полное сопротивление Z=29 Ом
Z=sqrt(R²+(ω·L-1/ωC)²)
29=sqrt(100+(790·L-1/(790·C))²)
841=100+(790·L-(672400/790)·L)²
841=100+3738·L²
L=0.445 Гн
С=3.34Е(-6) Ф
Общая формула:
I0=U0/ sqrt(R²+(ω·L-1/ωC)²)
Из рисунка видим, что сдвиг фаз φ между силой тока и ε=80·sin(790·t)
tg(φ)=(UL-UC)/UR
tg(φ)=( ω·L-1/ωC)/R
tg(φ)=( 790·0.445-1/(790·3.34E(-6)))/10)
tg(φ)=-2.72
φ=70°